Disorganized Innervation and Neuronal Loss in the Inner Ear of Slitrk6-Deficient Mice

Slitrks are type I transmembrane proteins that share conserved leucine-rich repeat domains similar to those in the secreted axonal guidance molecule Slit. They also show similarities to Ntrk neurotrophin receptors in their carboxy-termini, sharing a conserved tyrosine residue. Among 6 Slitrk family genes in mammals, Slitrk6 has a unique expression pattern, with strong expression in the sensory epithelia of the inner ear. We generated Slitrk6-knockout mice and investigated the development of their auditory and vestibular sensory organs. Slitrk6-deficient mice showed pronounced reduction in the cochlear innervation. In the vestibule, the innervation to the posterior crista was often lost, reduced, or sometimes misguided. These defects were accompanied by the loss of neurons in the spiral and vestibular ganglia. Cochlear sensory epithelia from Slitrk6-knockout mice have reduced ability in promoting neurite outgrowth of spiral ganglion neurons. Indeed the Slitrk6-deficient inner ear showed a mild but significant decrease in the expression of Bdnf and Ntf3, both of which are essential for the innervation and survival of sensory neurons. In addition, the expression of Ntrk receptors, including their phosphorylated forms was decreased in Slitrk6-knockout cochlea. These results suggest that Slitrk6 promotes innervation and survival of inner ear sensory neurons by regulating the expression of trophic and/or tropic factors including neurotrophins from sensory epithelia

In vitro Effekt transgener Fibroblasten auf Spiralganglienzellen neonataler Ratten

Der optimale Nutzen, der mit einem Cochlea Implantat erzielt werden kann, zeigt eine Abhängigkeit von der Anzahl vitaler Spiralganglienzellen (SGC). In dieser Studie sollte die Hypothese überprüft werden, ob "brain derived neurotrophic factor" (BDNF) produzierende transgene Fibroblasten eine gesteigerte Überlebensrate von SGC bewirken können. Murine NIH-3T3 Fibroblasten wurden mittels eines lentiviralen Vectorsystems transfiziert. Die entstandene Zellinie exprimiert BDNF und "green fluorescent protein" als Marker. Aus den Cochleae neonataler Ratten wurden die SGC-Stränge entnommen und nach Vereinzelung für 52 Stunden in Kultur gebracht. Die SGC wurden im serumhaltigen Kulturüberstand, der von transgenen Fibroblasten sezerniertes BDNF enthielt, kultiviert. Als Negativkontrolle dienten in serumfreiem und serumhaltigem DMEM-Medium kultivierte SGC. Parallel dazu wurden diese drei Versuchsgruppen zum Erhalt einer Positivkontrolle mit externem BDNF komplementiert. Mit BDNF behandelte SGC zeigten gegenüber der in serumfreiem und serumhaltigem DMEM-Medium kultivierten SGC erhöhte Überlebensraten. Ähnliche Überlebensraten wurden auch bei SGC erzielt, die in serumhaltigem DMEM-Medium mit externem BDNF kultiviert wurden. Die längsten Neuriten wurden an den in serumhaltigem Kulturüberstand kultivierten SGC nachgewiesen. Die Ergebnisse zeigen, dass transgene Fibroblasten in vitro biologisch aktives BDNF produzieren, das die Überlebensrate der SGC erhöht und Neuritenaussprossung induziert.Unterstützt durch: DFG-SFB 59